4、多向织物
近些年来多向织物在复合材料中逐步显示出优越性。多向织物中单层或多层织物通过缝合线结合在一起。考虑到性能和成本,聚酯纤维是较为常用的缝合线。缝合织物中除了0/90度织物外,也包括其它取向的纤维织物。多向织物具有以下优点:
优点:
缝合后的多向织物与编织织物的两点主要优势在于
(i) 更高的机械性能,由于织物中纤维取向平直没有卷曲可以更好的传递载荷且避免了应力集中。同时单层织物中有多方向纤维也增强了整体性能。
(ii) 更快捷的铺层工艺
多向织物可以得到更高的单层厚度,又因为多向纤维的存在使得所需的铺层减少,极大地提高了生产效率。
缺点:
由于缝合用聚酯纤维与一些树脂体系的结合性能较差,可能成为失效起点。缝合的多向织物生产时间长,设备复杂。同时为了得到高质量的表面,缝合多向织物的外层必须覆盖由低密度纤维构成的低克重织物,也导致了成本的增加,而编织织物则不需要这些。此外密度极高的多向织物较难浸润,在生产中如果控制不好容易产生纤维集束而产生树脂富集区。特别是在0度方向。
编织&缝合
通过编织&缝合方式可以制成+/-45度织物。再加上0/90织物就可以构成四向织物。如图所示:
同步缝合
同步缝合是通过针织工艺的特殊设备完成,不同的设备具有不同的精度,尤其是在控制纤维走向和保持纤维平行上。这种设备的工作流程为:首先获得需要的取向和铺层,然后将各层缝合在一起,如图所示:
5、其它织物
短纤维毡
顾名思义是由随机取向的短纤维经特殊的PVA粘合剂粘接而成的毡层,主要用于船舶制造行业。尽管PVA具有优异的随形性和浸润性,但是在使用中仍需特别注意PVA易吸潮,导致水分渗透产生水泡。目前因为短纤维毡的体积含量较低而较少在高性能复合材料制备中使用。
薄毡
薄毡是由随机取向的连续细纤维构成,通过聚酯或PVA粘合剂粘结在一起。因为强度较低而不能作为增强材料使用,主要用作表面层以改善成品表面质量。克重在5~50sqm之间,玻纤薄毡的作用在于在复合材料表面生成一层树脂富集区起到保护内层纤维的作用同时也可以防止在成品表面出现由于纤维波纹而产生的表面纹路。
三维织物
三维织物是由交叉的纤维编织而成的管状织物,直径由编织所需纤维数,纤维角度,单位长度上的节点数和纤维特数,织层结构可以采用平纹或斜纹等不同方式。通常编织角度是+/-45度,也可以在25度到75度间选择,角度的选择主要和纤维特数和纤维数量有关。角度越小直径越小,因此可以在轴向上通过调整编织角度来改变直径。三维织物的应用主要在桅杆,天线,驱动轴和其他需要抗扭强度较高的管状结构上。